環(huán)境與健康第二章2：空氣質(zhì)量與健康

1、第二節(jié)第二節(jié) 空氣的化學性狀與健康空氣的化學性狀與健康主要內(nèi)容一、空氣的正常組成 二、空氣污染及空氣污染物的轉歸 三、空氣污染對人體健康的影響 四、空氣中主要污染物對人體健康的影響 五、室內(nèi)空氣污染的特點及其對健康影響 一、大氣的正常組成 0.93%0.93%0.03%0.03%0.01%0.01% 20.93%20.93%78.10%78.10%氮氮氧氧氬氬二氧化碳二氧化碳其他氣體其他氣體二、空氣污染及空氣污染物的轉歸 （一）空氣污染的來源 1、室外空氣污染來源 2、室內(nèi)空氣污染的來源 室外空氣污染的來源 生產(chǎn)性污染交通性污染生活性污染其它燃料燃燒生產(chǎn)廢氣室內(nèi)空氣污染的來源 人類活動 燃料燃

2、燒及加熱 建筑材料和裝飾材料 家用電器的電磁輻射 室外來源 （二）大氣污染物的種類 物理性污染物 生物性污染物 化學性污染物按存在形態(tài)氣態(tài)污染物顆粒性污染物按形成過程 一次污染物二次污染物氣態(tài)污染物 包括氣體和蒸汽。 氣體是某些物質(zhì)在常溫、常壓下所形成的氣態(tài)形式。 蒸汽是某些固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)受熱后，引起固體升華或液體揮發(fā)而形成的氣態(tài)物質(zhì)。顆粒污染物 空氣動力學等效直徑（Dp） 在氣流中，如果所研究的顆粒物（任意密度和形狀）與一個單位密度的球形顆粒物的空氣動力學效應相同，則這個球形顆粒物的直徑就定義為所研究顆粒物的Dp。 可按Dp大小對顆粒性污染物進行分類。總懸浮顆粒物 Dp100um total

3、 suspended particulates TSP 可吸入顆粒物 Dp10um inhalabal particulates IP particulate matter PM10 細粒子 Dp2.5umfine particle particulate matter PM2.5 包括液體、固體或者液體和固體結合 存在的，并懸浮在空氣介質(zhì)中的顆粒。 能進入人體呼吸道 ，且能長期漂浮于 空氣中， 也稱飄塵（suspended dusts）。 在空氣中懸浮的時間更長。 對健康的危害極大。 （1）易進入深部呼吸道；（2）易進入血液；（3）易吸附其他毒物。 一次污染物 （primary pollut

4、ant） 二次污染物(secondary pollutant) 由污染源直接排入大氣環(huán)境中，其物理和化學性質(zhì)未發(fā)生變化的污染物。 排入大氣的污染物在物理、化學等因素的作用下發(fā)生變化，或與環(huán)境中的其它物質(zhì)發(fā)生反應所形成的理化性質(zhì)不同于次污染物的新的、毒性更大的污染物，稱為二次污染物。（三）影響大氣污染物濃度的因素（三）影響大氣污染物濃度的因素1、污染源排放情況、污染源排放情況排放量排放量排放高度排放高度距離污染源的遠近距離污染源的遠近2、氣象因素、氣象因素風風湍流湍流排出高度示意圖排出高度示意圖3、地形、地形海風海風陸風陸風陸地與海濱陸地與海濱山地與谷地山地與谷地城市熱島城市熱島谷風山風（四）大

5、氣污染物的轉歸（四）大氣污染物的轉歸1、自凈：擴散和沉降、發(fā)生氧化和中和反應、被植、自凈：擴散和沉降、發(fā)生氧化和中和反應、被植物吸附和吸收物吸附和吸收2、轉移：向下風側、平流層、其它環(huán)境介質(zhì)中轉移、轉移：向下風側、平流層、其它環(huán)境介質(zhì)中轉移3、形成二次污染、形成二次污染 ：汽車廢氣中的鉛塵降落在公路：汽車廢氣中的鉛塵降落在公路兩旁，鉛塵被大風刮起再次污染大氣兩旁，鉛塵被大風刮起再次污染大氣。4、污染物轉化成二次污染物：污染物轉化成二次污染物： SO2轉變成硫酸霧，轉變成硫酸霧，NO2轉變成硝酸霧烴類和轉變成硝酸霧烴類和NO2轉化成光化學煙霧轉化成光化學煙霧等，后者均比前者的毒性大等，后者均比前

6、者的毒性大三、大氣污染對人體健康的影響三、大氣污染對人體健康的影響 （一）大氣污染物進入人體的途徑（一）大氣污染物進入人體的途徑 主要通過呼吸道進入人體。主要通過呼吸道進入人體。 鼻呼吸道咽喉氣管主支氣管肺內(nèi)各級支氣管上呼吸道下呼吸道肺泡氣體交換上呼吸道1、鼻毛阻擋 2、鼻腔分泌溶菌酶下呼吸道（1）1、纖毛粘液 系統(tǒng)清除2、環(huán)狀肌肉層平滑肌收縮下呼吸道（2）吞噬細胞的吞噬作用（二）大氣污染對健康的直接危害（二）大氣污染對健康的直接危害 急性危害直接危害 慢性危害 致癌作用大氣污染物的濃度在短期內(nèi)急劇增高，使周圍人群吸入大量污染物 所造成的 危害。 大氣污染物低濃度、長期、反復作用于機體造成的危

7、害 異常天氣生產(chǎn)事故 1 1、急性危害、急性危害 煙霧事件 煤煙型煙霧事件 （coal smog） 光化學型煙霧事件 (photochemical smog） 生產(chǎn)事故大氣污染造成急性中毒大氣污染造成急性中毒的主要類型的主要類型 煤煙型煙霧事件：由于煤煙和工業(yè)廢氣大量排入大氣且煤煙型煙霧事件：由于煤煙和工業(yè)廢氣大量排入大氣且得不到充分擴散而引起的。得不到充分擴散而引起的。特點：特點： 污染物來自煤炭的燃燒產(chǎn)物及工業(yè)生產(chǎn)過程的污染物；污染物來自煤炭的燃燒產(chǎn)物及工業(yè)生產(chǎn)過程的污染物； 氣象條件為氣溫低、氣壓高、風速很低、濕度大、有氣象條件為氣溫低、氣壓高、風速很低、濕度大、有霧、有逆溫產(chǎn)生；霧、有

8、逆溫產(chǎn)生； 多發(fā)生在寒冷季節(jié)；多發(fā)生在寒冷季節(jié)； 河谷盆地易發(fā)生；河谷盆地易發(fā)生； 受害者以呼吸道刺激癥狀最早出現(xiàn)，咳嗽、胸痛、呼受害者以呼吸道刺激癥狀最早出現(xiàn)，咳嗽、胸痛、呼吸困難，并有頭疼、嘔吐、發(fā)紺。死亡原因多為氣管吸困難，并有頭疼、嘔吐、發(fā)紺。死亡原因多為氣管炎、支氣管炎、心臟病等。對于老年人、嬰幼兒、患炎、支氣管炎、心臟病等。對于老年人、嬰幼兒、患有慢性呼吸道疾病和心血管疾病等的人群影響尤為嚴有慢性呼吸道疾病和心血管疾病等的人群影響尤為嚴重，死亡率高。重，死亡率高。 著名的煤煙型煙霧事件著名的煤煙型煙霧事件 （1 1）馬斯河谷煙霧事件）馬斯河谷煙霧事件 （2 2）多諾拉事件）多諾拉事

9、件 （3 3）倫敦煙霧事件）倫敦煙霧事件光化學煙霧的定義及成分 主要污染源：汽車尾氣NOx CHUV淺藍色混和煙霧O3(85%)過氧?；跛狨?10%) 其它（5）主要為過氧主要為過氧乙酰硝酸酯乙酰硝酸酯 醛類、酮類、醛類、酮類、過氧化氫等過氧化氫等 光化學型煙霧的危害 對眼睛具有強烈的刺激作用； 對呼吸道強烈刺激作用； 抑制免疫系統(tǒng)； 致敏反應; 加速衰老； 組織缺氧。 著名的光化學煙霧事件 洛杉磯光化學煙霧事件煤煙型煙霧事件與光化學型煙霧事件的特點比較特點 煤煙型煙霧 事件光化學型煙霧 事件污染物煤炭的燃燒產(chǎn)物、生產(chǎn)廢氣汽車尾氣氣象條件氣溫低、氣壓高、風速很低、濕度大、有霧、有逆溫產(chǎn)生氣溫

10、高、天氣晴朗、紫外線強烈，逆溫產(chǎn)生地點特征河谷盆地易發(fā)生多發(fā)生在南北緯60以下的地區(qū)； 大城市多發(fā)癥狀特征呼吸道刺激癥狀眼睛及呼吸道刺激癥狀切爾諾貝利核電站爆炸事件 時間：1986年04月26日 原因：操作失誤 后果：當場死亡2人，204受傷，13.5萬人被迫疏散；目前 有250萬核輻射受害者處于醫(yī)療監(jiān)督之下。核輻射導致甲狀腺癌的發(fā)病率增加了10倍多，環(huán)境中的放射性物質(zhì)仍然存在。重慶天原化工廠氯氣泄漏事故 時間：2004年04月16日 原因：設備陳舊，違規(guī)操作 后果：十多人死亡或受傷，十五萬人被疏散2、慢性危害 （1）長期刺激作用產(chǎn)生炎癥 （2）心血管疾?。?）機體免疫功能下降（4）變態(tài)反應（

11、5）慢性化學中毒公害事件：四日市哮喘事件慢性阻塞性肺部疾患 (chronic obstructive pulmonary disease COPD)（三）大氣污染對健康的間接危害 影響小氣候和太陽輻射 產(chǎn)生溫室效應 （Greenhouse effect） 間接危害 臭氧層空洞（Ozone depletion) 酸雨（Acid rain) 影響小氣候和太陽輻射煙塵形成云霧顆粒性污染物吸收太陽輻射1、影響UV生物學作用2、冷化效應3、遮天蔽日溫室效應（Greenhouse effect） 43折回宇宙空間折回宇宙空間43到達地表到達地表 被地表吸收，被地表吸收，令地表溫暖令地表溫暖溫暖的地表溫暖的

12、地表釋放紅外線釋放紅外線紅外線被溫紅外線被溫室氣體吸收室氣體吸收COCO2 2和和H H2 2O O 對地球起對地球起到保溫作到保溫作用用人類活動釋放的溫室氣體：COCO2 2、CH4、N2O、CFC 溫室效應的定義 由于人類活動造成CO2等溫室氣體釋放過多，溫室氣體大量吸收來自地表輻射的紅外線引起的近地面氣溫增高、全球氣候變暖的現(xiàn)象。CO2的原因？大量燃料燃燒 大面積森林砍伐 溫室效應產(chǎn)生的環(huán)境生態(tài)的影響 全球氣候變暖 全球海平面變化 生態(tài)系統(tǒng)變化 溫室效應對人類健康的影響 對發(fā)病率的影響 對死亡率的影響病原微生物繁殖改變生物傳媒和病原體的地理分布原始病毒從冰川融化而進入環(huán)境炎熱地區(qū)、炎熱季

13、節(jié)：死亡率寒冷地區(qū)、寒冷季節(jié)：死亡率全球對策 能源對策 綠色對策 其它新策略臭氧層空洞（Ozone depletion） 1985年，英國科學家首次在發(fā)現(xiàn)南極上空發(fā)現(xiàn)臭氧層空洞 ； 1986年，美國南極考察隊證實臭氧層空洞存在； 1987年，西德考察隊在北極上空發(fā)現(xiàn)臭氧層空洞；臭氧層空洞的成因 鹵化碳理論是為大多數(shù)科學家接受的臭氧層空洞形成理論。 含氯氟烴（chlorofluorocarbon CFCs，又稱氟利昂） 和溴代氟烴（哈龍）的破壞作用最大。 氟利昂破壞臭氧層的機理 （1）CFCs CL （2）CL與O3作用生成O2 CL O3 CLOO O O CLO CLO2 O O3 O2 U

14、VB或UVC 主要為CCL3F 或CCL2F2 平流層中，每一個游離氯原子在移出之前可以與數(shù)千個臭氧分子反應！ 臭氧層空洞對人體健康的影響 皮膚癌增多 大氣光化學氧化劑增加導致的健康危害 免疫系統(tǒng)抑制 白內(nèi)障發(fā)病率增加全球對策 1985年 保護臭氧層維也納公約 1987年 破壞臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書 1989年 中國加入保護臭氧層維也納公約 1990年 修訂破壞臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾 議定書，增加受控物質(zhì) 1991年 中國宣布加入修訂后的破壞臭氧層 物質(zhì)的蒙特利爾議定書 酸雨 PH值小于5.6 的降水，稱為酸雨，包括雨、霧、雪、雹。 二氧化硫、氮氧化物等酸性污染物溶于水汽中，經(jīng)過氧化、凝結而

15、成。問題 酸雨在我國、我省的污染概況？ 酸雨對環(huán)境生態(tài)有哪些影響？ 酸雨對人類健康有哪些影響？ 人類應采取哪些措施應對酸雨污染？四、大氣中主要污染物對人體健康的影響 大氣中的主要污染物SO2 顆粒物NOx CO O3 Pb 多環(huán)芳烴 二噁英 （一）SO2 (sulfur dioxide) 來源（1）燃煤（主要） （2）生產(chǎn)廢氣：有色金屬冶煉、鋼鐵、化工、煉油、硫酸廠等。 對健康的影響 （1）對呼吸道的刺激作用（2）其它作用 對大腦皮層機能的影響 致突變作用和促癌作用 影響新陳代謝 變態(tài)反應 （3）SO2和顆粒物的聯(lián)合作用SO2和顆粒物的聯(lián)合作用 可進入呼吸道深部 SO2吸附于顆粒上 顆粒物含M

16、n、 Fe等金屬 SO2形成SO3 催化（二）顆粒物 來源 （1）自然源（2）人為源對健康的影響 （1）對呼吸系統(tǒng)的影響 進入肺部對局部組織具有堵塞作用 載體作用 （2）致癌作用（3）其他 倫敦1962年和1952年兩次煙霧事件比較 年份 煙塵（mg/m3） SO2（mg/m3） 超死亡人數(shù) 1952 4.36 3.8 400019622.8 4.1 700影響顆粒物生物學作用的因素 （1）顆粒物的粒徑 不同粒徑的顆粒物在呼吸道的沉積部位不同 不同粒徑的顆粒物有害物質(zhì)含量不同 （2）顆粒物的成分（3）呼吸道對顆粒物的清除作用（三）氮氧化物(NOx nitrogen oxides) 來源 （1）

17、自然源（2）人為源對健康的影響 （1）對呼吸道的刺激作用 （2）對血液的影響 （3）促癌作用（4）神經(jīng)衰弱癥候群（5）形成光化學煙霧 （四）鉛（lead ，Pb ） 來源（1）含鉛汽油的使用（主要）（2）鉛鋅礦的開采冶煉、蓄電池廠、某些含鉛涂料對健康的影響 兒童鉛中毒的主要特點：（1）兒童的胃腸道對鉛的吸收率比較高；（2）兒童的血腦屏發(fā)育尚不完全，導致鉛的神經(jīng)毒性更敏感；（3）鉛可選擇性作用于兒童腦的海馬部位，損害神經(jīng)細胞，導致兒童行為功能和智力障礙。 （五）多環(huán)芳烴 polycyclic aromatic hydrocarbon , PAH 化學結構 是含兩個或兩個以上苯環(huán)并以稠合形式聯(lián)結的

18、芳香烴類化合物的總稱，又稱稠環(huán)芳烴。 來源 主要來源于各種含碳有機物的不完全燃燒和熱解。 蒽的結構式10987654321菲的結構式10987654321對健康的影響 至今，已發(fā)現(xiàn)PAH有100多種化合物，1976年國際癌癥研究中心列出的可以誘發(fā)實驗動物腫瘤的94種化合物中，PAH占了15種。BaP（benzo(a)pyrene）是第一個被發(fā)現(xiàn)的環(huán)境致癌物，而且致癌性很強，故常以其作為PAH的代表。動物實驗已經(jīng)證明BaP能誘發(fā)皮膚癌、肺癌、胃癌，流行病學資料說明空氣中BaP與皮膚癌和肺癌有明顯的正相關性。 1775年，英國外科醫(yī)生報道煤焦油可能具有致癌性； 1918年日本學者首次證實了煤焦油的

19、致癌性； 1933年英國學者J.Cook從煤焦油中分離出苯并（a）芘，并誘發(fā)出小鼠皮膚癌，首次從環(huán)境中分離出化學致癌物。 BaP的發(fā)現(xiàn)經(jīng)過（六）二噁英（dioxin） 二噁英樣物質(zhì)的化學結構 二苯并二噁英 二苯并呋喃 多氯聯(lián)苯 2，3，7，8-四氯代二苯并二惡英（TCDD） 來源 （1）垃圾焚燒 環(huán)境中95左右的二噁英樣物質(zhì)來源于含氯垃圾的焚燒。（2）生產(chǎn)過程 含氯化學品及農(nóng)藥生產(chǎn) 、紙漿和造紙工業(yè)的氯氣漂白過程 也可產(chǎn)生二噁英樣物質(zhì)。對健康的影響（1）環(huán)境激素效應 環(huán)境激素（environmental hormone)/環(huán)境內(nèi)分泌干擾化學物（endocrine disrupting chem

20、icals):環(huán)境化學污染物具有的類似激素作用干擾動植物體內(nèi)的內(nèi)分泌功能。 二噁英樣物質(zhì)主要表現(xiàn)為雌激素樣作用。對健康的影響（2）致癌作用 二噁英是已知人類致癌物。可引起軟組織肉瘤、淋巴網(wǎng)狀細胞瘤、呼吸系統(tǒng)癌、前列腺癌等。（3）免疫毒性（4）其他：皮膚毒性、肝毒性等。 五、室內(nèi)空氣污染的特點及其對健康影響全國每年由室內(nèi)空氣污染引起的死亡人數(shù)已達11.1萬人，每天大約是304人 ！人類活動燃料燃燒及加熱建筑材料及裝飾材料室外來源家用電器（一）室內(nèi)空氣污染的特點1、人在室內(nèi)活動時間長，尤其是現(xiàn)代人2、室內(nèi)污染物來源多、種類多、更復雜3、室內(nèi)空氣流通差，污染物不易擴散，濃度大，危害大4、室內(nèi)污染危害的突出表現(xiàn)與室外不同不同 （1）二氧化碳和氧氣的比例可有較大的變化（2）室內(nèi)微生物污染比較嚴重，可引起呼吸道傳染?。?）室內(nèi)有機物污染比較嚴重 （4）室內(nèi)還有放射性污染，比室外嚴重 （二）室內(nèi)空氣污染對健康影響 甲醛、苯氡